Ludvigshafen, Nemačka

Od Frankfurta do Ludvigshafena, jednog od brojnih nemačkih industrijskih gradića na Rajni, vodi nekoliko brzih autoputeva kojima se s lakoćom, za manje od sat vremena, prevaljuje rastojanje od oko 90 kilometara.

Ovaj put je istom brzinom moguće preći i sa električnim vozilom, i to na današnjem nivou razvijenosti električnih baterija. Međutim, trenutno dostupni modeli električnih automobila su gotovo isključivo namenjeni za gradsku vožnju i kraće relacije, budući da im domet najčešće ne prelazi 230 kilometara.

Njima je, zbog nedostajuće infrastrukture i nemogućnosti da se baterije u vozilu dopunjavaju na bilo kom mestu, danas praktično nemoguće prevaliti put između bilo koja dva veća nemačka grada ili pak, preći ozbiljnije rastojanje, poput onog od Frankfurta do Beograda.

Za budućnost takozvane električne pokretljivosti (electric mobility) i povećanje nezavisnosti od upotrebe fosilnih goriva, ključni tehnološki izazov još uvek predstavljaju električne baterije. Rešenje tog problema direktno utiče na masovnost proizvodnje i, samim tim, na cenu električnih vozila, koja su, poput Tesla Roadstara ili električnog porše kajena, veličanstveno dizajnirani, ali sasvim nedostupni prosečnom kupcu.

ELEKTRIČNO TRŽIŠTE: "Naš cilj je da razvijemo tehnologiju koja će biti ekološka i istovremeno dostupna prosečnim kupcima", kaže za "Vreme" doktor Andreas Krajmejer, direktor istraživačkog odeljenja i član upravnog odbora nemačke kompanije BASF, najveće hemijske industrije u Evropi, koja je tokom 120 godina poslovanja vrlo često osetila kad je trenutak da zavlada brojnim tržištima novih materijala, kao što su indigo plava boja, najlon ili od prošle nedelje u Srbiji sve popularniji – stiropor. Sada se BASF okreće baterijama za električna vozila.

Šaljivo postavljajući zadatak da se u narednoj deceniju razvije vozilo kojim će iz centrale BASF-a u Ludvigshafenu "moći da poseti svoju mamu u Hanoveru", Krajmejer je pred 9600 zaposlenih u istraživačkom sektoru BASF-a postavio zadatak da preuzmu lidersku poziciju na novom tržištu električne pokretljivosti.

Ovo tržište danas privlači brojne kako velike tako i male igrače, budući da je za razliku od konvencionalne krupne auto-industrije, ovde nizak investicioni prag. Pod uslovom, naravno, da ste osvojili tehnologiju koja rešava problem kapaciteta i dopune baterija.

Evropske industrije se poslednjih godina živo interesuju za električnu pokretljivost, koja je zasad ušla u korporativni novogovor, ali i u nimalo skromne budžete za industrijska istraživanja. Kako je početkom februara rečeno na istraživačkoj konferenciji u BASF-u, u Ludvigshafenu, samo ova kompanija je tokom 2010. godine u istraživanje novih materijala uložila 1,5 milijardi evra, što je četvrtina celokupnog budžeta Republike Srbije.

Čini se da i druge evropske industrije gledaju ozbiljno na ovu temu. "Naš cilj je da u Nemačkoj do 2020. na putevima bude jedan milion električnih vozila", kaže za "Vreme" profesor Hening Kagerman, predsednik Nemačke akademije za nauku i inženjerstvo (ACATECH) i predsedavajući Nacionalne platforme za električnu pokretljivost, dodajući kako taj plan uključuje i 40 miliona električnih vozila širom sveta koja će biti proizvedena u Nemačkoj.

"Hoćemo da Nemačka bude istovremeno i glavno tržište i vodeći snabdevač", kaže Kagerman. Uzimajući u obzir nimalo jeftine zakonske okvire za smanjenje emisije ugljen-dioksida u zemljama Evrope, on smatra da se emisija može smanjiti za 25 odsto samo efikasnijom potrošnjom energije, posebno kad je reč o transportu (videti okvir).

"Električna pokretljivost je kamen temeljac za individualnu pokretljivost u budućnosti. Nije rešenje u tome da se konvencionalni motori takmiče sa električnim, već da se električne komponente postupno, korak po korak, ugrađuju u postojeći vozni park", smatra Kagerman. Prema platformi koju je podržala nemačka kancelarka Angela Merkel, nova rešenja će se nuditi postupno, prvo takozvanim biznis potrošačima, zatim dobrostojećim kupcima, a na kraju će se probiti na masovno tržište.

SKLADIŠTE ZA JONE: Šta se, u tom postupnom preplitanju konvencionalne i električne pokretljivosti, u međuvremenu može učiniti sa automobilom kako bi stigao što dalje sa što manje zagađenja?

Proizvođači baterija sa Dalekog istoka u poslednjoj deceniji znatno su unapredili tehnologiju litijum-jonskih baterija, smanjujući njihove dimenzije, a povećavajući kapacitet i radni vek tako da običan laptop pri jednom punjenju troši oko 6 Wh. Međutim, hibridni automobil, onaj koji se kreće kombinovano na baterije i benzin, samo na putu od pet kilometara potroši više od 1 KWh, što je skoro hiljadu puta više energije.

Za razliku od hibrida, potpuno nezavisni električni automobili troše hiljadu puta više od laptopa, oko 40 kWh, kako bi sa jednim punjenjem prevalili između 60 i 250 kilometara. Sa druge strane, za takva vozila neophodno je imati baterije sa gustinom energije od bar 200 Wh/kg, kako automobil ne bi bio pretežak.

Koja tehnologija baterija ovo može da zadovolji? "I obične litijum-jonske baterije imaju potencijal da uvećaju efikasnost električnog transporta", smatra doktor Jirgen Janek sa Univerziteta u Gisenu koji tvrdi da litijum-jonske baterije mogu imati 200 Wh/kg, ali ne mnogo više. No, one su očigledno, solidan početak.

Litijum-jonske baterije obično imaju metal-oksidnu (pozitivnu) katodu i grafitnu (negativnu) anodu, između kojih je elektrolit sa jonima litijuma. Električna energija se u njima skladišti zaista na malom prostoru tako što se pozitivni joni litijuma pomeraju od katode ka rešetki grafita u anodi. Pri korišćenju se prazne tako što se joni vraćaju na katodu, dok elektroni zatvaraju strujno kolo.

Povećanje gustine energije može se postići razvojem novih materijala za katode. Jedan takav proizvod je upravo patentirani NCM-111 koji BASF izbacuje na tržište i koji mogu da omoguće rasprostranjeniju i jeftiniju proizvodnju baterija, tako da se električna vozila nesmetano kreću u gradskim uslovima.

Međutim, za dalji napredak neophodno je razviti takozvane litijum-sumporne baterije koje mogu da uskladište dvostruko više energije, a za nešto dalju budućnost mogu smatrati litijum-vazdušne baterije koje su četiri puta jače i mogu da skladište oko 800 Wh/kg. One će, ako jednog dana budu dovedene do komercijalne upotrebe, zaista omogućiti direktoru BASF-a da poseti majku u Hanoveru.

PAMETNA BUDUĆNOST: U međuvremenu, čini se da evropski proizvođači sve manje nade polažu u inače vrlo buran razvoj gorivih ćelija, koje se smatraju najvećim suparnikom baterija za pokretanje električnih vozila. Razlog za to je "manjak infrastrukture". Naime, gorive ćelije, mada vrlo ekonomične, troše vodonik, pa je za takva vozila neophodno razviti celu mrežu stanica na kojima bi se on točio i do kojih bi se transportovao. Nakon epohe nafte, pitanje uvećane potražnje vodonika bi, uz to, moglo biti nova noćna mora na globalnoj sceni.

Zato u Nemačkoj smatraju da je mnogo realnije da se razvoj električne pokretljivosti osloni na postojeću distributivnu mrežu električne energije, koja, inače, i sama doživljava evoluciju. Naime, sve se više govori o konceptu "proizvodno orijentisane potrošnje energije", umesto dosadašnje koja je bila isključivo potrošačka.

Ovaj koncept znači da se u bliskoj budućnosti veš-mašine, mašine za sudove, pegle i svakojaki drugi uređaji u domaćinstvu neće uključivati onda kad korisnik to izabere, već kad na mreži ima viška struje. Takve odluke mogli bi donositi kompjuteri u okviru sve popularnijeg koncepta "pametnih mreža" (smart grids), koji problem nepredvidljivosti obnovljivih izvora kao što su vetar i sunce rešava "proizvodno orijentisanom" potrošnjom.

U pametnim mrežama, električni automobil, parkiran u garaži, idealan je kao skladište za sve viškove tokom dana. Klasična vozila po garažama i parkinzima provode prosečno 23 sata dnevno, što je obilje vremena da im pametni sistem kontinuirano dopunjava baterije, kad god dobija viša struje sa vetrogeneratora ili solarnih ploča.

To pojeftinjuje stvar na dve strane – u distribuciji energije i u električnoj pokretljivosti. Budući da je pametna mreža još jedna od evropskih korporativnih moda, treba očekivati da će se sve više astronomskih suma novca ulagati i u pametne baterije.

No, hoće li budućnost biti baš tako pametna kako se čini korporacijama? Svojevremeno je Karl Poper, kritikujući marksizam u svom legendarnom delu Beda istoricizma, izneo vrlo jednostavno objašnjenje da se budućnost društva ne može predvideti jer jako zavisi od novih naučnih otkrića koja su po prirodi stvari nepredvidljiva. Da li se tome zaista može doskočiti? Umesto negdašnjih petogodišnjih planova u dirigovanim ekonomijama komunizma, današnje megakorporacije vode plansku ekonomiju samih istraživanja.